3种桉树无性系苗期养分需求特性研究

陈新宇，杨会肖，廖焕琴，徐放，张卫华

(广东省林业科学研究院，广东 广州 510520)

桉树是桃金娘科(Myrtaceae)桉树属(Eucalyptus)树种的总称，具有速生、高产、用途广泛和养分要求低等特点，是我国南方速生丰产林的最主要树种之一[1-3]。尾巨桉(E. urophylla×E.grandis)无性系DH32-29、巨尾桉(E. grandis×E. urophylla)无性系GL9、巨桉(E. grandis)无性系Eg6是我国南方地区推广应用最广泛的桉树无性系，其高产、高效、适应性广，为社会创造了巨大的经济效益[4]。

我国桉树引种地区土壤肥力水平偏低，N、P、K等养分缺乏，且有效性较差[3,5-6]，施肥对桉树人工林增产作用尤为明显[7]。合理施肥是营造速生丰产林的重要技术措施，因此研究树种营养元素变化对揭示树种的养分需求和制定科学合理的栽植技术有重要的指导作用[8-9]。

本研究通过分析华南地区3种主栽桉树苗期的养分需求特性，测定幼苗N、P、K、Ca、Mg、S、Fe、Cu、Zn、Mn和B共11种营养元素含量，探索其变化规律，以期为桉树的科学合理施肥提供一定的理论依据[10]。

1 材料与方法

1.1 试验材料及试验地概况

试验苗木为桉树广 9、DH32-29、EG6组培无性系苗，苗龄约3个月，苗高15 ~ 20 cm，每个单株为1个重复，3次重复。试验地位于广东省林业科学研究院苗圃(23°06'N，113°16'E)，属亚热带气候类型。为丘陵山地，土壤为花岗岩发育的赤红壤。年平均温度22.8℃，最低温度0℃左右，最高温度38℃。年均降雨量为1 982.7 mm，平均相对湿度为68%。全年中4―6月为雨季，8―9月天气炎热。多台风，10―12月气温适中。

1.2 试验方法

1.2.1 苗木培养

试验容器为长宽高分别为60 cm × 40 cm × 10 cm的圆形塑料小桶，基本营养液采用霍格兰营养液配方和阿农微量元素混合液配方配置成完全营养液(表1)，其配方如下：

根据水培植物常规用量配比，每配制10 L营养液需分别加入：霍格兰营养液10倍母液1 L；阿农微量元素混合液1 000倍母液10 ml；铁盐200倍母液50 ml。

表1 霍格兰营养液和阿农微量元素混合液的母液配方

1.2.2 培养方法

将3种无性系幼苗从基质中取出，用清水将根部清洗干净后放于直径5 cm、高10 cm的玻璃瓶中，进行室内水培预培养。分别置于25 ml清水、1/4浓度Hoagland(霍格兰)营养液、1/2浓度Hoagland营养液以及完全营养液中各培养1周。预培养完毕后，移至透光度约60%的塑料大棚中，开展养分测定试验。在圆形塑料桶中加入10 L Hoagland营养液，将打孔泡沫板置于上方，把幼苗按顺序从孔内穿过，并用棉花固定，进行不同营养元素不同浓度梯度处理。每天充分搅拌通气1次，早晚视情况喷雾，保持空气湿度为80%，营养液pH值调至6.0 ―6.5，1周更换1次营养液。

1.2.3 试验设计

通过调节NH4NO3、NH4H2PO4、KNO3的浓度，在Hoagland and Arnon全营养液的基础上，分别进行N、P、K单肥试验。设置5种氮浓度梯度(CK、N1、N2、N3、N4)为0、100、200、300和400 mg·L-1。5种磷浓度梯度(CK、P1、P2、P3、P4)为 0、30、60、90 和120 mg·L-1。5 种钾浓度梯度(CK、K1、K2、K3、K4)为 0、100、200、300 和 400 mg·L-1。

1.2.4 测定方法

根、茎、叶全N采用凯氏定氮蒸馏法测定[11]。根、茎、叶全P、K、Ca、Mg、Fe、S、Mn、Cu、Zn、B元素采用ICP(Prodigy xp ICP)法测定[12]。

1.2.5 数据处理

利用EXCEL对进行数据整理，采用SAS软件进行统计分析[13]。

2 结果与分析

2.1 3种桉树无性系幼苗各器官间养分含量的差异

广9、DH32-29、EG6在施用不同浓度的N、P、K肥后各营养器官的养分含量见图1。总体而言，施用不同浓度的N、P、K肥后，对3个树种总养分含量均有贡献，不同器官间养分含量排序为：叶>茎>根。3个树种总的养分含量符合相同规律：广9>DH32-29>EG6，且施用N、P、K肥对广9养分总含量的贡献最明显。广 9、DH32-29、EG6在施用不同浓度的N、P、K肥后养分总含量规律相同，即：N>K>Ca>P>Mg>S>Fe>Mn>Zn>Cu>B。

施用不同浓度的N肥后，叶片对养分需求量最大，分别是根部和茎部的1.74、1.87倍；与对照CK相比较，随着N浓度的逐渐升高，当N肥浓度达到最高300 mg·L-1时，对广9总养分总含量的贡献作用最大。施用不同浓度P肥后叶片对养分的需求最大，分别是根部和茎部的1.87、1.77倍，并且叶片的养分含量分别与根、茎的养分含量有较大差异；与CK相比较，随着P肥浓度的逐渐升高，当施P肥浓度达到 60 mg·L-1时，施 P肥量对广 9和DH32-29的养分总含量有较大贡献，对EG6养分含量的贡献不明显；EG6叶片所含养分含量均高于广9和DH32-29。在施用不同浓度的K肥后叶片对养分的需求最大，分别是根部和茎部的1.82、1.73倍，根、茎、叶之间的养分含量均具有较大差异。

图1 不同浓度N、P、K肥对各营养器官总养分含量的影响

2.2 不同无性系同一元素需求差异性分析

由表2可知，不同浓度的施N肥量与对照CK相比均具有显著差异(P<0.05)；不同浓度的施P肥量与对照 CK相比均具有显著差异(P<0.05)，且 4个浓度之间，施P肥浓度为60 mg·L-1与其他3个浓度也具有显著差异；不同浓度的施 K肥量与对照CK相比均具有极显著差异(P<0.01)。

表2 施N、P、K肥后各营养元素差异显著性

续表2

2.3 施N、P、K肥对3种桉树无性系幼苗各营养元素含量的影响

由图2可知，施用N肥对广9、DH32-29与EG6 3种桉树的养分总含量差异较小，但DH32-29与广9、EG6的微量元素含量存在差异较大，且微量元素含量高于广9与EG6。

施用不同浓度的 P肥后，广 9养分含量与DH32-29、EG6养分含量均具有较大差异，DH32-29与EG6的差异较小(图3)。DH32-29的微量元素含量与广9、EG6的具有较大差异，且DH32-29的微量元素含量高于广9、EG6。

图 4表明，施用不同浓度的 K肥后，广 9、DH32-29、EG6三者间的大量元素含量差异较小，微量元素含量均具有较大差异，DH32-29的微量元素含量远高于广9与EG6。

图2 施N肥浓度对各营养元素含量的影响

图3 施P肥浓度对各营养元素含量的影响

图4 施K肥浓度对各营养元素含量的影响

2.4 3种桉树无性系幼苗对不同营养元素的需求比例

将3种处理下的广9、DH32-29、EG6所含N、P、K、Ca、Mg、Fe、S、Cu、Zn、Mn、B 共 11种营养元素的含量进行两两对比，结果表明B元素与大部分元素之间的比例差异较大。因此，在3种处理下3种桉树的养分需求比例选择以B为基本单位，具体养分需求比例见表3。

在3种不同处理下，广9、DH32-29大量元素的养分需求比例均以P处理最大，在P处理下广9大量元素含量与N、K处理相比均有较大差异，养分含量显著大于N、K处理。EG6大量元素的养分需求比例以N处理最大，DH32-29对Fe、Mn元素的需求量明显高于广9和EG6。

表3 施N、P、K肥后3种桉树无性系幼苗11种养分含量比较 %

3 结论与讨论

3.1 营养元素在植株上的分布

广 9、DH32-29、EG6苗期各器官营养元素含量的大小排序为：叶>茎>根，根和茎部差异不明显。华元刚等[14]在海南岛桉树人工林营养与施肥的研究表明桉树各器官中的营养元素含量大小排序为：叶>皮>根>枝>干。这种差异可能是源于各器官组织生理功能的不同：叶片是许多生理功能的中心，生活力强，元素的含量最高；茎是养分的疏导器官，其养分含量明显低于叶片；根是养分的吸收器官，其养分含量稍低于茎部，产生浓度差，利于营养元素向叶片运输。

3.2 N、P、K肥浓度对广9、DH32-29、EG6养分含量的影响

与对照CK相比较，本研究3个树种总养分含量的依次为：广9>DH32-29>EG6，且施用N、P、K肥对广9养分总含量的贡献作用最明显。雷州半岛桉树人工林林地普遍严重缺乏N、P、K[15]，由此推测桉树对 N、P、K的需求量大。此外，本研究还发现不同施肥处理对微量元素含量的影响较大，尤其是在施入不同浓度的K肥和P肥后。

3.3 广9、DH32-29、EG6养分需求比例

广 9、DH32-29、EG6在不同处理下的养分含量比值差异较大，广 9、DH32-29、EG6具有不同的养分需求比例。广 9、DH32-29、EG6在施用不同浓度的 N、P、K肥后大量元素变化规律为：N>K>Ca>P>Mg>S，微量元素变化规律为：Fe>Mn>Zn>Cu>B。桉树生物生长量大，需从土壤中吸收和消耗大量矿质营养元素，且在在不同生长发育期对各种营养元素需求量也有差异[16]。后期可利用3种桉树对11种营养元素的需求比例进行科学合理的施肥，以达到幼苗速生的目的。